La multiplexación y demultiplexación ópticas que utilizan las propiedades físicas intrínsecas de la luz ha jugado un papel crucial en el almacenamiento de datos de alta capacidad y las comunicaciones de alta velocidad.

Sin embargo, la generación y detección de haces portadores de momento angular (AM) se basan en elementos ópticos a granel, como el modulador espacial de luz, placas de fase espiral, convertidores de modo cilíndrico, y elementos refractivos de forma libre. Por eso, estos métodos adolecen de un tamaño voluminoso que no puede integrarse fácilmente con otros sistemas en miniatura.

Para realizar multiplexación y demultiplexación AM, Se proponen los métodos basados ​​en metasuperficies metálicas, que sufre enormes pérdidas óhmicas. ¿Cómo suprimir las pérdidas y mejorar la compacidad del sistema sigue siendo un desafío?

Un equipo de investigación dirigido por el Prof.Dr. Zhang Wenfu del Instituto Xi'an de Óptica y Mecánica de Precisión (XIOPM) de la Academia de Ciencias de China (CAS) propuso un método para multiplexación y demultiplexación de AM basado en una metasuperficie dieléctrica. Empleando la técnica fuera del eje y el efecto Hall fotónico de giro, se puede lograr la multiplexación y demultiplexación del momento angular orbital (OAM) y del momento angular de espín (SAM). El resultado fue publicado en Materiales ópticos avanzados .

La multiplexación y demultiplexación OAM se realiza mediante la técnica fuera del eje y la multiplexación y demultiplexación SAM se basa en el efecto Hall basado en espín fotónico en el medio anisotrópico, que están integrados en una metasuperficie de una sola capa.

Es más, la función de enfoque para la luz de salida se ha integrado directamente en el demultiplexor, que mejora efectivamente la compacidad del sistema.

El metadispositivo propuesto para multiplexación y demultiplexación AM muestra un gran potencial para la comunicación óptica de alta eficiencia y alta capacidad y puede integrarse con otro sistema en miniatura.